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车规级MCU芯片—AECQ100认证


摘要:

一、汽车引领MCU市场增长

一、汽车引领MCU市场增长

MCU 为芯片级计算机,是汽车电子控制单元核心运算部件。ECU(Electronic Control Unit)电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”等,是汽车的专用微机控制器。其中,车载 MCU 芯片是汽车电子控制单元(ECU)的核心部件,是汽车 ECU 的运算大脑。

MCU(Microcontroller Unit)即微控制器,又称微控制单元或单片机,它是一类轻量化的计算芯片,是把微处理器的频率和规格适当缩减,并将内存、闪存、计数器、A/D 转换、串口等集成到单一芯片上,形成的芯片级计算机。因其高性能、低功耗、可编程、灵活性,通过将其应用在不同产品里,从而实现对产品的运算和控制,所以在消费电子、医疗电子、工业控制、汽车电子和通信等领域具有广泛应用。在汽车应用领域,车规MCU 芯片主要负责各种信息的运算处理,用于车身控制、驾驶控制、发动机控制、信息娱乐、自动驾驶和辅助驾驶等领域,具有提高车辆的动力性、安全性和经济性等作用。

 

 

二、车规 MCU 芯片认证壁垒高

汽车芯片工作环境较为复杂,且对安全性和稳定性要求较高。与消费级和工业级 MCU 芯片相比,车规级芯片工作环境复杂多变,具有高振动、多粉尘、多电磁干扰、温度范围广等特点,对温度耐受性要求一般在-40—155℃,同时还要具备耐振动冲击、高低温交变、防水、防晒、抗干扰能力,远远高于消费和工业级芯片要求,而消费级和工业级芯片对温度范围要求分别为 0-40℃、-10-70℃,且对防振动和抗干扰的要求相对较低。另一方面,汽车生命周期较长,产品工作寿命一般为 15-20 年,供货周期要求也在 15 年以上,而工业级和消费级生命周期相对较短,一般 10 年以下即可,且工作环境没有车规级恶劣,安全性和稳定性要求低于车规芯片。

 

车用 MCU 芯片认证门槛高,且认证周期长。在车用芯片领域,共有三大认证体系门槛,包括 ISO26262 标准认证、AEC-Q001~004 以及 IATF16949 标准认证、AEC-Q100/Q104 标准认证,其中,ISO26262 标准认证为设计阶段要遵循的功能安全标准,其定义的 ASI 有四个安全等级,从低到高分别为 A、B、C、D,认证周期较长,且难度较大,能够满足条件的芯片厂商寥寥无几。同样,AEC-Q100 也分为四个可靠性等级,从低到高分别为 3、2、1、0,认证周期一般至少需要 1-2 年,主要用在认证测试阶段。而 AEC-Q001-004 以及 IATF16949标准认证主要用于流片和封装阶段,因为国内汽车MCU芯片厂商主要以Fabless模式为主,基本不太适用。整体来看,车规认证难度大,且周期较长,从流片到相关车型量产出货基本都需要 3-5 年时间。

此外,车用 MCU 芯片具有较高的客户认证壁垒,芯片厂商在经过车规级认证后,还需要经过整车厂或 Tier1 厂商认可,上车认证合格后才能开始批量供货。但是,芯片厂商一旦通过下游整车厂或 Tier1 厂商认证后,整车厂便不会轻易更换供应商,同一型号芯片可稳定供货长达 5 年以上,而新的玩家进入则相对比较困难。

三、AECQ100认证

AEC-Q100规范 7大类别共41项的测试

群组A--加速环境应力测试(PC、THB、HAST、AC、UHST、TH、TC、PTC、HTSL)共6项测试

群组B--加速生命周期模拟测试(HTOL、ELFR、EDR)--共3项测试

群组C--封装组装完整性测试(WBS、WBP、SD、PD、SBS、LI)--共6项测试

群组D--芯片制造可靠性测试(EM、TDDB、HCI、NBTI、SM)--共5项测试

群组E--电性验证测试(TEST、FG、HBM/MM、CDM、LU、ED、CHAR、EMC、SC、SER)--共11项测试

群组F--缺陷筛选测试(PAT、SBA)--共2项测试

群组G--腔体封装完整性测试(MS、VFV、CA、GFL、DROP、LT、DS、IWV)--共8项测试